معرفي و ارزيابي مدل جديد راكتور دوار در حذف نيترات از محيط هاي آبي با استفاده از روش انعقادالكتريكي

زمينه و هدف حذف نيترات از منابع آب شرب يكي از مشكلات رايج در بسياري از نقاط جهان بوده كه به عنوان تهديدي جدي براي سلامت عمومي و محيط زيست محسوب مي گردد. در اين پژوهش عملكرد مدل جديد راكتور دوار با استفاده از روش انعقاد الكتريكي در رابطه با حذف نيترات در شرايط حضور و عدم حضور كدورت، مورد ارزيابي قرار گرفته است. روش كار در اين تحقيق دو الكترود آلومينيوم و آهن به صورت موازي و چيدمان تك قطبي مورد بررسي قرار گرفت. در هر بار آزمايش نمونه اي به حجم 370 ليتر تهيه شده و پارامترهاي بهره برداري از جمله غلظت اوليه نيترات، دانسيته جريان، سرعت چرخش راكتور، زمان بهينه، و اثر حضور كدورت در جريان مورد ارزيابي قرار گرفت. يافته ها نتايج اين تحقيق نشان داد كه پارامترهاي بهينه بهره برداري شامل جنس الكترود آلومينيومي، زمان بهينه 90 دقيقه، سرعت چرخش rpm 8/2، شدت جريان A/m222/8، و فاصله الكترود 3 سانتي متر مي باشد. بر اين اساس بالاترين ميزان حذف نيترات در شرايط بهينه برابر با 95/7 درصد برآورد گرديد. افزايش ميزان كدورت جريان موجب كاهش راندمان حذف نيترات گرديده، به طوري كه براي غلظت اوليه نيترات 225 ميلي گرم، راندمان حذف نيترات با افزايش كدورت از 81 به 48 درصد كاهش يافت. ميزان انرژي مصرفي در شرايط بهينه برابر با kWh/m3 0/74 بدست آمد. نتيجه گيري نتايج اين تحقيق نشان داد كه مدل راكتور دوار ناپيوسته معرفي شده ضمن سهولت كاربري قادر به حذف بالاي نيترات جريان يافته از محيط هاي آبي بوده و كاربرد اين مدل جهت استفاده در تصفيه خانه هاي آب شرب توصيه مي گردد.

Background & objectives: Nitrate contamination of drinking water is a common problem in many parts of the world that poses a serious threat to public health and environment. In this research, the performance of a new rotary electrocoagulation reactor model for removal of nitrate in presence or absence of turbidity has been investigated. Methods: In this study, aluminum and iron electrodes were analyzed in parallel and monopolar arrangement. At each test time, a sample of 370 liters was prepared and the effects of operating parameters such as initial nitrate concentration, current density, annular reactor speed, optimum time, electrode materials and presence of turbidity on nitrate removal were evaluated. Results: The results indicated that the optimum utilization parameters were material of aluminum electrode, current density of 22.8 A/m2, annular reactor speed of 13.3 rpm and optimum time of 90 min, under which removal efficiency was 95.7%. The presence of turbidity has decreasing effect on nitrate removal and at nitrate concentration of 225 mg and with increasing in turbidity, the removal efficiency decreased from 81% to 48%. For aluminum electrode, the consumed energy in optimum utilization condition was 0.74 kWh/m3. Conclusion: The results of this study showed that the introduced batch rotary reactor model was able to remove the high nitrate content from aquatic environments with ease of use and this model is recommended to be used for drinking water treatment plants.